變頻器恒壓供水系統(tǒng)(多泵)設(shè)計(jì)--課程設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-31 11:09:42 本頁(yè)面
【正文】 。(1)先開(kāi)先停方式。 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主電路圖由恒壓供水主電路圖可見(jiàn)，接觸器1KM2KM和3KM2用于變頻器輸出，分別接到水泵MM2和M3，而接觸器1KM2KM3和3KM3將工頻電源接到3臺(tái)水泵。(4) 變頻器采用遠(yuǎn)方控制方式。系統(tǒng)控制要求:(1) 工藝參數(shù): 供水系統(tǒng)由3臺(tái)水泵組成：母管壓力H≥，一臺(tái)定速，一臺(tái)變速，一臺(tái)備用。因此，研究提水系統(tǒng)的能量模型，找出能夠節(jié)能的控制策略方法是目前較為重要的一件事。在主程序中，設(shè)置兩個(gè)變頻器頻率上下限到達(dá)濾波時(shí)間繼電器，用于穩(wěn)定系統(tǒng)。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、不失值，可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試更為簡(jiǎn)單、方便。因此，供水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。如果運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際供水壓力高于設(shè)定壓力，情況剛好相反，變頻器的輸出頻率將會(huì)降低，水泵的轉(zhuǎn)速減小，實(shí)際供水壓力因此而減小。 變頻恒壓控制理論模型 變頻恒壓控制系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，在控制上實(shí)現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道和閥門(mén)等構(gòu)成。因此，管阻特性所反映的是揚(yáng)程與供水流量Qc之間的關(guān)系H f (Qc )。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門(mén)在某一開(kāi)度下，揚(yáng)程H與流量Q之間的關(guān)系H J (Qu )。目 錄1 變頻器恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1 1 1 變頻恒壓控制理論模型 2 3 變頻器恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 42 變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 5 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)工作過(guò)程 63 器件的選型及介紹 8 變頻器簡(jiǎn)介 8 變頻器的基本結(jié)構(gòu)與分類(lèi) 8 變頻器的控制方式 8 變頻器選型 9 變頻器的控制方式 9 變頻器容量的選擇 10 變頻器主電路外圍設(shè)備選擇 12 可編程控制器(PLC) 14 PLC的定義及特點(diǎn) 14 PLC的工作原理 15 PLC及壓力傳感器的選擇 154 PLC編程及變頻器參數(shù)設(shè)置 16 PLC的I/O接線圖 16 PLC程序 16 變頻器參數(shù)的設(shè)置 20 參數(shù)復(fù)位 20 電機(jī)參數(shù)設(shè)置 20總結(jié) 21參考文獻(xiàn) 221 變頻器恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 供水系統(tǒng)的基本特性和工作點(diǎn)揚(yáng)程特性是以供水系統(tǒng)管路中的閥門(mén)開(kāi)度不變?yōu)榍疤幔砻魉迷谀骋晦D(zhuǎn)速下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線f(Q)，如圖11所示。管阻特性反映了水泵的能量用來(lái)克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動(dòng)阻力的變化規(guī)律。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖中A點(diǎn)。通常由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵旋轉(zhuǎn)來(lái)供水，并且把電機(jī)和水泵做成一體，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流量而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的。設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù)，也可以是一個(gè)時(shí)間分段函數(shù)，在每一個(gè)時(shí)段內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。同樣，最后調(diào)節(jié)的結(jié)果是實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是通過(guò)改變定子供電頻率來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。西門(mén)子系列PLC編程采用STEP7軟件，它是西門(mén)子PLC的視窗軟件支持工具，提供完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表的相互轉(zhuǎn)換。 變頻器恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 泵站擔(dān)負(fù)著工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要任務(wù)，運(yùn)行中需要大量消耗能量，提高泵站效率；降低能耗，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重大意義。以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、維修方便和低成本等諸多特點(diǎn)，變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、防雷避雷技術(shù)、現(xiàn)代控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)與一體。母管壓力H≤，一臺(tái)定速或變速，二臺(tái)備用。(5) 通過(guò)母管壓力變送器測(cè)得實(shí)際壓力大小，同時(shí)和壓力給定組成閉環(huán)控制。變頻器可以對(duì)任何一臺(tái)水泵啟動(dòng)和恒壓供水控制。PLC接收到下限頻率到達(dá)信號(hào)，延時(shí)一定時(shí)間后，接觸器1KM2失電復(fù)位，水泵M1脫離工頻電源停止運(yùn)行。(2)先開(kāi)后停方式。當(dāng)M2也達(dá)到額定頻率而水壓仍不足時(shí)，重復(fù)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)的過(guò)程，水泵M2脫離變頻器驅(qū)動(dòng)，由工頻供電全速運(yùn)行，變頻器驅(qū)動(dòng)水泵M3變頻運(yùn)行，使水壓恒定在設(shè)定值上。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但是這種變頻器采用開(kāi)環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。即使在開(kāi)環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩，對(duì)于多拖動(dòng)具有負(fù)荷平衡功能。目前市場(chǎng)上低壓通用變頻器品牌很多，包括歐、美、日及國(guó)產(chǎn)的共約5O多種。（~）177。177。其中后兩項(xiàng)，變頻器生產(chǎn)廠家由本國(guó)或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。應(yīng)保證在無(wú)故障狀態(tài)下負(fù)載總電流均不允許超過(guò)變頻器的額定電流。（3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)屬頻繁起動(dòng)、制動(dòng)工作或處于重載起動(dòng)且較頻繁工作時(shí)，可選取大一級(jí)的變頻器，以利用變頻器長(zhǎng)期、安全地運(yùn)行。將本系統(tǒng)參數(shù)帶入求得所取變頻器容量最低為88KW故取100KW，故取150A。選擇原則(1)變頻器在剛接電
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